구글, 초전도 넘어 '중성 원자' 가세...양자 컴퓨팅 로드맵 투트랙 전략 발표

초전도 양자 컴퓨팅 분야를 선도해 온 구글 퀀텀 AI가 기존의 핵심 기술인 초전도 방식을 넘어 '중성 원자(Neutral Atom)' 양자 컴퓨팅 기술을 로드맵에 전격 추가했다.

구글의 이 같은 기술 로드맵은 단일 하드웨어 아키텍처의 한계를 극복하고 상업적으로 유용한 양자 컴퓨터 개발을 앞당기기 위한 전략적 변화로 풀이된다.

24일(현지시각) 양자 컴퓨팅 전문매체 퀀텀 인사이더에 따르면 구글은 지난 10여 년간 절대 영도에 가까운 극저온에서 작동하는 초소형 회로인 '초전도 큐비트'에 집중해 왔다. 그러나 최근 발표한 하드웨어 로드맵 수정안에 따르면, 구글은 이제 개별 원자를 레이저 등으로 포획하고 조작하는 두 번째 방식인 중성 원자 시스템을 병행 개발할 계획이다.


구글이 이처럼 '투트랙' 전략을 선택한 이유는 각 기술이 가진 고유한 장점을 상호 보완하기 위해서다.
초전도 시스템: 연산 속도가 매우 빠르고 반복 연산에 최적화되어 있다. 약 1마이크로초 주기로 수백만 개의 게이트 연산을 실행할 수 있어 '시간적 확장성'이 뛰어나다.

중성 원자 시스템: 초전도 방식보다 작동 속도는 느리지만, 훨씬 더 많은 큐비트를 한꺼번에 처리할 수 있다. 이미 연구 환경에서 1만 개의 큐비트 어레이가 구현되었으며, 모든 큐비트 간 유연한 연결성을 제공해 '공간적 확장성'에서 우위를 점한다.

퀀텀 인사이더에 따르면 하르트무트 네벤 구글 퀀텀 AI 책임자는 "초전도는 시간 차원에서, 중성 원자는 공간 차원에서 확장성이 뛰어나다"며 "두 방식 모두에 투자함으로써 양자 우위 달성이라는 목표에 더 빨리 도달할 수 있을 것"이라고 설명했다.


구글은 이번 프로젝트를 본격화하기 위해 이 분야의 권위자인 애덤 카우프만 박사를 영입했다. 카우프만 박사는 미국 콜로라도주 볼더를 거점으로 중성 원자 하드웨어 팀을 이끌게 된다. 볼더 지역은 제네릭 국제 연구소(JILA)와 미국 국립표준기술연구소(NIST) 등이 위치한 원자 물리학의 중심지로, 구글은 이 지역의 학술적 인프라를 적극 활용할 방침이다.
또한 구글은 그동안 협력해 온 중성 원자 양자 컴퓨팅 스타트업 '쿠에라(QuEra)'와의 파트너십도 지속하며 기술 완성도를 높일 계획이다. 중점 연구 분야는 양자 오류 수정, 모델링 및 시뮬레이션, 그리고 내결함성 작동을 위한 정밀 하드웨어 개발이 될 전망이다.


구글은 이번 확장이 기존 초전도 기술 로드맵을 대체하는 것이 아니라, 오히려 전체적인 개발 속도를 높이는 촉매제가 될 것으로 기대하고 있다. 구글은 여전히 2020년대 말까지 상업적으로 유용한 양자 컴퓨터를 선보이겠다는 목표를 유지하고 있다.

업계에서는 구글의 이번 행보가 양자 컴퓨팅 산업 전반의 '멀티 플랫폼' 전환을 가속화할 것으로 보고 있다. 초전도 회로, 이온 트랩, 광자에 이어 중성 원자까지 다양한 기술이 경쟁하고 협력하는 단계로 진입했다는 분석이다.

네벤 책임자는 "대규모 양자 컴퓨팅을 향한 물리적, 공학적 난제들을 해결할 수 있다는 확신이 있다"며 "두 분야의 혁신을 교류함으로써 다양한 문제에 최적화된 다목적 플랫폼을 제공하겠다"고 강조했다.


이인수 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com